CONSEQUÊNCIAS DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS SOBRE O CLIMA E A VEGETAÇÃO NA REGIÃO NORDESTE DO BRASIL HÁ 6000 ANOS

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1 CONSEQUÊNCIAS DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS SOBRE O CLIMA E A VEGETAÇÃO NA REGIÃO NORDESTE DO BRASIL HÁ 6000 ANOS MARIA LUCIENE DIAS DE MELO Prof. Adjunto, Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas, UFAL, Maceió-AL, luciene.melo@ccen.ufal.br Resumo: Estudos sobre a conseqüência das mudanças climáticas naturais sobre a distribuição de biomas na América do Sul foram realizados, forçando o modelo de vegetação potencial com o clima do Holoceno Médio (HM) gerado a partir do Modelo de Circulação Geral da Atmosfera do Centre de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (MCGA/CPTEC), o qual possui parâmetros orbitais diferentes dos dias atuais e concentração de CO 2 inferior a do clima presente, mesma da era pré-industrial. Os resultados mostraram que durante o HM o clima sobre o Nordeste do Brasil foi ligeiramente mais úmido e frio, comparado aos dias atuais e que devido a isso a vegetação predominante sobre a região nordeste do Brasil foi savana ao invés de caatinga como nos dias de hoje. Esse resultado concorda com dados paleoclimáticos que sugerem condições mais úmidas e frias nessa região no HM. Essa mudança de vegetação pode ser devido à intensificação e proximidade do continente da Alta Subtropical do Atlântico Sul que leva para essa região umidade do oceano Atlântico. PALAVRAS-CHAVE: Holoceno-Médio, Modelo de Vegetação, Mudanças Climáticas CLIMATE CHANGE CONSEQUENCES ON VEGETATION IN VEGETATION AND CLIMATE CHANGE IN THE REGION NORTHEST BRAZIL 6000 YEARS AGO Abstract: Studies on the consequence of natural climate changes on the distribution of biomes in South America were made by forcing the potential vegetation model with climate of the Middle Holocene (MH) generated from General Circul ation Model of the Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (AGCM /CPTEC), which have different orbital parameters of the present day and CO2 concentration under the present climate, the same preindustrial era. The results showed that the climate during the MH over the Northeast of Brazil was slightly wetter and colder, compared to today and that due to that the predominant vegetation on the northeastern region of Brazil was savannah instead of caatinga as today. This result agrees with paleoclimatic data suggest that cooler and wetter conditions in this region in the MH. This change in vegetation may be due to the intensification and proximity to the mainland of the South Atlantic Subtropical High that brings moisture to this region of the Atlantic Ocean. Keywords: Mid-Holocene, Vegetation Model, Climate Change Introdução: A mudança climática tem afetado a distribuição global da vegetação no passado distante e provavelmente afetará o futuro. Por outro lado mudanças na estrutura e distribuição da vegetação podem influenciar o clima (Nobre et al., 2006). Nesse sentido, torna-se necessário o entendimento e a quantificação das mudanças climáticas devido a causas naturais e antropogênicas. Diversos estudos a partir de modelos de bioma têm sido realizados com o intuito de examinar a distribuição da vegetação e suas relações com o clima, nesses modelos supõe-se que o clima tem um controle dominante sobre a distribuição da vegetação (Salazar et al., 2007). Pesquisas com modelos de vegetação potencial (PVM) tê m sido realizadas para avaliar a resposta da vegetação a mudanças climáticas. No entanto, poucos estudos têm sido realizados sobre o

2 impacto da mudança climática global na América do Sul [Cox et al., 2004; Scholze et al., 2006; Cook e Vizy, 2007, Salazar et al. (2007)], e a maioria dos estudos enfoca as mudanças climáticas antropogênicas e não consideram as mudanças naturais (ex.: mudança nos parâmetros orbitais). Uma reconstrução da vegetação de um passado geológico recente seria interessante para validar a habilidade dos PVM em caracterizar os biomas de equilíbrio com um determinado clima, a partir de dados paleoambientais. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi verificar, a partir do CPTEC PVM, as mudanças da vegetação durante o HM, sobre a América do Sul, a partir do clima gerado pelo MCGA do CPTEC. Para isso o modelo de vegetação foi forçado com o clima do HM simulado a partir do modelo de circulação geral (MCG) do CPTEC o T062L28, forçado com as temperaturas da superfície do mar (TSM) do Institut et Pierre Simon Laplace (IPSL) para este período, para as quais os parâmetros orbitais e a concentração de CO2 são do período do HM. Material e Métodos: Inicialmente foram geradas simulações de 40 anos para o HM (Melo e Marengo, 2008), com o MCG do CPTEC o T062L28, com resolução de aproximadamente 200 km na horizontal e 28 níveis na vertical. O MCG foi forçado com as TSM geradas pelo modelo oceânico do IPSL (resolução de 3,6º de latitude por 5,6º de longitude e 11 níveis sigma na vertical). Climatologias de precipitação e temperatura a superfície forçaram o CPTEC PVM para se obter um bioma em equilíbrio no HM. A climatologia mensal da precipitação e temperatura a superfície ( ) foram obtidas do trabalho de Willmott and Matsuura (1998). A climatologia originalmente com resolução de 0.5 o foi interpolada para resolução espectral para o T062 (aproximadamente 2 o ), resolução usada para calibração do CPTEC-PVM (Oyama e Nobre, 2004). O modelo de vegetação potencial CPTEC PVM (Oyama e Nobre, 2004), utiliza como entrada climatologias mensais de precipitação e temperatura do ar à superfície, a partir daí, obtêm-se um conjunto de variáveis ambientais. O CPTEC PVM não considera o ciclo de carbono, nem os mecanismos de feedback entre o CO 2 atmosférico e a vegetação. As saídas do modelo compõem um mapa de vegetação potencial, o qual deve ser comparado a um mapa de vegetação natural referencial. Como saída o modelo gera um bioma que pertence à classificação de Dorman e Sellers (1989) e é dividida em 13 biomas. Regionalmente, na América do Sul, ao contrário de outros modelos, o modelo de vegetação potencial (MVPot), consegue representar os campos nos Pampas e evita a substituição de caatinga por cerrado no Nordeste brasileiro (Oyama, 2002). Isso justifica seu uso em simulações para o período do Holoceno Médio. De posse dos biomas em equilíbrio para o experimento HM, os resultados foram confrontados com o mapa de vegetação potencial natural (saída do MVPot, biomas em equilíbrio com o clima de ) para verificar a diferença entre a vegetação do presente e do Holoceno Médio. Em seguida, são discutidas as diferenças paleoclimáticas e paleovegetais entre os períodos com base nos dados palinológicos, paleoecológicos e paleoclimáticos. Resultados: As simulações com o MCGA do CPTEC sugerem clima mais úmido e frio para o período do HM, comparado aos dias atuais, com oscilações entre períodos mais úmidos e condições semi-áridas. Como um todo temperaturas mais frias que as atuais foram previstas para o período de estudo, como ilustra a Figura 1. Esses resultados estão de acordo com indícios paleoclimáticos e estudos a partir de modelos, como Valdes (2000). A Figura 2a, que ilustra os Biomas Naturais, mostra a distribuição real dos biomas no planeta, não incluindo as mudanças no uso do solo, enquanto, os Biomas Potencias Naturais (Figura 2b) são os biomas gerados a partir do MVPot, em equilíbrio com o clima do período Como discutido por Oyama e Nobre (2004), quando forçado com o clima atual o

3 MVPot é capaz de reproduzir os principais padrões de biomas globais e regionais na América do Sul, como os campos nos Pampas (Oyama, 2002). Figura 1 Diferença entre o clima do HM e o presente da precipitação (a) e temperatura (b). Figura 2 (a) Biomas Naturais (não inclui mudanças no solo) e (b) Biomas Potencias Naturais (saída do MVPot, biomas em equilíbrio com o clima de ). Climatologias anuais de precipitação e temperatura do ar à superfície, a partir da simulação do HM, geradas pelo MCGA/CPTEC, serviram como entrada para o modelo de vegetação a fim de verificar o bioma em equilíbrio para o período do Holoceno Médio. Vale salientar que as TSM utilizadas nos experimentos clima presente e HM são diferentes, climatologia do AMIP (1956 a 2003) e TSM gerada pelo modelo oceânico do IPSL, respectivamente (Melo e Marengo, 2008). No experimento (Figura 3 ) os biomas potenciais do HM se apresentam bem diferentes do clima atual. Para a América do Sul: (a) No Nordeste brasileiro a região de caatinga é substituída por savana, indicativo de clima mais úmido durante o HM e concorda Ledru et al., 2002, Pessenda et al., 2001 e 2002 e De Oliveira et al., 1999, resumidos na Tabela 1; (b) há uma expansão da floresta tropical temperada sobre a região central do Brasil, na direção noroeste/sudeste, unindo a floresta Amazônica a Mata Atlântica no sudeste do país. Esse resultado concorda com estudos de paleovegetação, sobre a região de Lagoa Bonita (DF), os quais sugerem clima mais úmido e elevação de temperatura durante o Holoceno Médio, com vegetação tipo vereda ( ). No entanto, não há estudos paleoambientais que sugerem essa expansão diagonal da floresta; Na região norte do Brasil, não se verifica variações na paleovegetação do HM comparada ao clima atual. Lagoa da Pata e Serra do Maicuru extremo oeste e leste da região Amazônica, respectivamente, e o Lago do Calado (região central da Amazônia) verificaram condições climáticas e de vegetação semelhantes as do clima atual, no HM (Behling et al., 2002; ). No entanto, dados de Rondônia e Humaitá (sul da região

4 Amazônica) sugerem clima mais seco que o atual, na região em estudo no HM, e paleovegetação tipo cerrado, cerradão e savana substituindo a floresta (Pessenda et al., 1998b; Sifeddine et al., 2001). Um resumo da paleovegetação, paleoclima e vegetação simulada para o HM, por regiões, da América do Sul encontram-se na Tabela 1. Tabela 1 Informações sobre paleoclima e paleovegetação durante o HM Região Paleoclima Vegetação simulada no HMS2 Paleovegetação Referência Sul Seco e quente Expansão dos campos sobre a floresta tropical Campos e uma pequena população de araucária migrando ao longo dos vales dos rios Behling (2002); Behling et al., (2001; 2004); Sudeste Seco e presença de Paleofogos. Exceto no Vale do Paraíba e sul do RJ que foi mais úmido Semelhante a atual Cerrado acompanhado de matas ciliares e veredas Salgado-Laborial et al. (1997); Behling, 1997; Garcial et al., 2004; Luz et al., 1999 Centro-Oeste Mais úmida com elevação de temperatura Expansão da floresta tropical temperada Veredas Nordeste Oscilações entre períodos mais úmidos e condições semi-áridas Savana substitui a Caatinga Declínio de floresta e gradual aumento de caatinga, cerrado e floresta de galeria De Oliveira et al., 1999 Norte Semelhante ao clima atual exceto no sul da Amazônia, Serra dos Carajás e Rondônia clima mais seco Semelhante a atual Semelhante a vegetação atual, exceto no sul da Amazônia, Serra dos Carajás e Rondônia cerrado, cerradão e savana Figura 2 - Biomas Potenciais Naturais em equilíbrio com o clima do HM. Conclusões: As mudanças dos parâmetros orbitais e concentração de CO 2, durante o HM geraram um clima mais úmido e ligeiramente mais frio sobre a região nordeste do Brasil, como resposta o CPTEC PVM sugere vegetação tipo savana ao invés da caatinga que atualmente cobre essa área. Isso pode ser devido ao fluxo de umidade trazido do oceano Atlântico, devido à proximidade e intensificação da Alta Subtropical do Atlântico Sul durante o HM (discutido em Melo e Marengo 2008). Referencias BEHLING, H, BAUERMANN, S.G., NEVES, P.C Holocene environmental changes from the São Francisco de Paula region, southern Brazil. Journal of South American Earth Sciences, v. 14, p BEHLING, H South and southeast Brazilian grasslands during Late Quaternary times: a synthesis. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 177, p , 2002.

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